JP5199650B2 - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像を鮮鋭化する画像処理装置、及び画像処理方法に関する。

従来からテレビジョンなどの映像表示装置では、画像の鮮鋭度を高めるために映像信号に対して輪郭を強調する信号処理が行われてきた。一般的に、これらの輪郭強調処理は、映像信号に含まれる輝度信号の高周波成分を増幅することにより行われる。

また、色ごとに輪郭強調の度合いを変化させる試みも行われている。例えば人の肌に輪郭強調を施すとシミやシワなどが目立ち好ましくないので、肌色領域に対しては輪郭強調の度合いを弱くする。一方、森林や芝生の部分は輪郭強調の効果が表れにくいので、緑色領域に対しては輪郭強調の度合いを強くする（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

このように、色ごとに輪郭強調の度合いを変えた場合、色の境界部分で輪郭強調が過多、又は過少になる場合がある。この問題に対して特許文献３では、人の肌と髪の毛とに着目し、肌色領域の検出信号を狭くすることで、肌色領域と髪の毛の色領域と境界で輪郭強調が過少にならないように制御している。この問題について、図２１に示すように、葉叢の中に白い花がある場合を例に挙げて更に詳しく説明する。

図２２は、図２１の破線ｘに沿った画像の輝度レベルを表す図である。図２２において、横軸ｘは空間座標、縦軸Ｙは輝度レベルを表す。図２１の白い花と緑の葉の境界地点Ａは、図２２では中央破線Ａの座標に対応する。中央破線Ａの右側は緑色領域（葉の部分）であり、左側は白色領域（花の部分）である。ここでは、葉と花の境界のような物体の境界部分をエッジ、葉筋のような１つの物体の中にある細かな形状をディテールと呼ぶことにする。

図２２（ａ）は、輪郭強調を行う前の輝度レベルを表す。図２２（ａ）において、白色領域と緑色領域の境界にエッジが存在し、緑色領域の中にディテールが存在している。

図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に対して一様に輪郭強調を行った結果を表す。白色領域と緑色領域のエッジ部にシュートが付き輪郭が強調されている。また、緑色領域のディテールも高周波成分が増幅されて輪郭が強調されている。

但し、図２２（ｂ）に示す状態では、緑色領域のディテールが所望の輪郭強調度合いを満たしていない場合が多い。また白色領域のディテール（図２２においては省略）は、あまり強く強調しない方が望ましい場合が多い。そこで緑色領域の輪郭強調を２倍に強め、白色領域の輪郭強調を０．５倍に弱めて輪郭強調を行うと、図２２（ｃ）に示す結果が得られる。

図２２（ｃ）では、緑色領域のディテールが更に強く強調されて所望の強調度合いを満たしていることが分かる。しかし、この場合、以下のような問題が発生する。

図２２（ｃ）において、中央破線Ａを中心とするエッジ部で、右側のシュートは緑色用の倍率（ゲイン）に引きずられて補正が過多になり、左側のシュートは白色用のゲインに引きずられて補正が過少になってしまっている。

このように、エッジ部の輪郭強調は図２２（ｂ）に示されるように行われることが望ましいにも関わらず、色ごとに異なるゲインで輪郭強調を行った結果、補正の過多／過少が発生してしまう場合があった。
特開平０７−１３５６６７号公報 特開２００１−０７８２２２号公報 特開平０５−２４４６２４号公報

特許文献３によれば、色の境界（肌色領域と髪の毛の色領域との境界）における過少補正の発生は抑制できるが、同一色の領域内のエッジ部における過多補正／過少補正の発生は抑制できない。例えば、図２３に示すように、輝度が大きく異なる肌色領域が隣接していた場合、肌色領域のゲインを０．５にすると、境界（エッジ部）において過少補正が発生する。また、図２４に示すように、輝度が大きく異なる緑色領域が隣接していた場合、緑色領域のゲインを２にすると、エッジ部において過多補正が発生する。

また、特許文献３によれば、特定の色の検出領域を狭するため、小さな色領域が検出されない場合がある。その結果、検出されなかった色領域に対しては、色に応じたゲインで輪郭強調を行うことができない。

このように、従来技術によれば、エッジ部のための補正とディテールのための補正とが相互に影響を与えるため、画像全体にとって適切な鮮鋭化処理を行うことが困難であった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像を鮮鋭化するために補正を行う際に、エッジ部に対する補正とエッジ部以外に対する補正とが相互に与える影響を抑制する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の本発明は、画像を構成する画素データが表す色を検出する検出手段と、近接する画素間で画素データが予め定められた程度以上差があるエッジ部の画素データであるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて処理パラメータを決定し、前記処理パラメータを用いて前記画素データを鮮鋭化処理する処理手段と、を有し、前記処理手段は、前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出手段により第１色と検出された画素データについて第１のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出手段により第２色と検出された画素データについて第２のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出手段により前記第１色及び前記第２色と検出された画素データについて共に、前記第１及び第２のパラメータから独立した第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記処理手段は、前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出手段により検出された前記画素データが示す色に関わらず、前記第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定することを特徴とする画像処理装置を提供する。

また、第４の本発明は、画像処理装置における画像処理方法であって、前記画像処理装置の検出手段が、画像を構成する画素データが表す色を検出する検出工程と、前記画像処理装置の判定手段が、近接する画素間で画素データが予め定められた程度以上差があるエッジ部の画素データであるか否かを判定する判定工程と、前記画像処理装置の処理手段が、前記判定工程での判定結果に基づいて処理パラメータを決定し、前記処理パラメータを用いて前記画素データを鮮鋭化処理する処理工程と、を有し、前記処理工程では、前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出工程で第１色と検出された画素データについて第１のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出工程で第２色と検出された画素データについて第２のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出工程で前記第１色及び前記第２色と検出された画素データについて共に、前記第１及び第２のパラメータから独立した第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記処理工程では、前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出工程で検出された前記画素データが示す色に関わらず、前記第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定することを特徴とする画像処理方法を提供する。

なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための最良の形態における記載によって更に明らかになるものである。

以上の構成により、本発明によれば、画像を鮮鋭化するために補正を行う際に、エッジ部に対する補正とエッジ部以外に対する補正とが相互に与える影響を抑制することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。以下で説明される個別の実施例は、本発明の上位概念から下位概念までの種々の概念を理解するために役立つであろう。

なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。

図１は、本発明の実施例１に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。画像処理装置１００は、ＹＣｂＣｒ表色系で表される画像データを鮮鋭化のために補正して出力する。

図１において、１０１は輪郭強調信号生成部、１０２はエッジ検出部、１０３は特定色検出部、１０４はパラメータ調整部、１０５は加算器である。

図１において、補正対象の画像データのＹＣｂＣｒ各成分はそれぞれ、Ｙｉｎ、Ｃｂｉｎ、Ｃｒｉｎ信号として画像処理装置１００に入力される。

エッジ検出部１０２は、Ｙｉｎ信号からエッジ部を検出し、エッジ部か非エッジ部かをｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号として出力する。ここで、「エッジ部の検出」とは、補正対象の画素データ（ＹＣｂＣｒ信号）がエッジ部の画素データであるか否かを判定することを意味する。

特定色検出部１０３は、Ｙｉｎ、Ｃｂｉｎ、Ｃｒｉｎ信号に基づき、補正対象の画素データが特定色又は非特定色のいずれを表すかを検出し、特定色を表す場合はどの特定色を表すかを検出し、検出結果をｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号として出力する。ここで、「特定色」とは、輪郭強調信号生成部１０１で使用されるゲインがその色固有に用意されている色を意味する。

パラメータ調整部１０４は、ｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号とｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号とに従い、対応する補正のためのパラメータ（第１パラメータ又は第２パラメータ）を輪郭強調信号生成部１０１に設定する。

輪郭強調信号生成部１０１は、設定されたパラメータに従い、Ｙｉｎ信号から輪郭強調信号Ｅｇを生成する。

画像処理装置１００は、この輪郭強調信号Ｅｇを加算器１０５でＹｉｎ信号に加算し、輪郭強調されたＹｏｕｔ信号を出力する。またＣｂｉｎ信号、Ｃｒｉｎ信号はそのままＣｂｏｕｔ信号、Ｃｒｏｕｔ信号として出力する。

以下、図２乃至図９を参照して、実施例１を更に詳細に説明する。

エッジ検出部１０２は、図２に示すようなプレウィットフィルタ(Prewitt filter)を使用してエッジ部を検出する。エッジ検出部１０２は、Ｙｉｎ信号にフィルタ２１を作用させた時の出力の絶対値をｆｏｕｔ＿ａ、フィルタ２２を作用させた時の出力の絶対値をｆｏｕｔ＿ｂ、エッジ部か非エッジ部かを判定する閾値をｔｈ＿ｅとすると、
ｆｏｕｔ＿ａ＋ｆｏｕｔ＿ｂ≧ｔｈ＿ｅ であればエッジ部
ｆｏｕｔ＿ａ＋ｆｏｕｔ＿ｂ＜ｔｈ＿ｅ であれば非エッジ部
であると判定し、判定結果をｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号として出力する。ここから明らかなように、エッジ部においては、近接する画素間で画素データの輝度成分が予め定められた程度以上に変動している。

特定色検出部１０３は、図３に示すように、座標変換部１１３と特定色判定部１１４とを含む。座標変換部１１３は、Ｙｉｎ、Ｃｂｉｎ、Ｃｒｉｎ信号を輝度Ｙ、色相Ｈ、彩度Ｓを表す信号に変換する。変換は以下に示す式の演算によって行われる。

Ｙ＝Ｙｉｎ
Ｈ＝ｔａｎ^−１（（Ｃｒｉｎ−１２８）／（Ｃｂｉｎ−１２８））
Ｓ＝√（（Ｃｂｉｎ−１２８）^２＋（Ｃｒｉｎ−１２８）^２）
特定色判定部１１４は、図４に示す対応表に従い、座標変換部１１３で得られたＹＨＳ信号がどの特定色を表すかを判定し、対応する特定色名をｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号として出力する。またどの特定色でもない場合は非特定色を意味するＣ０をｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号として出力する。但し、図４において、Ｕ＿ｙｎ、Ｕ＿ｈｎ、Ｕ＿ｓｎ、Ｌ＿ｙｎ、Ｌ＿ｈｎ、Ｌ＿ｓｎ（ｎ＝１，２，３…）は定数、Ｃｎ（ｎ＝１，２，３…）は特定色名を意味する。そして、ＹＨＳの全成分が特定の行の下限値と上限値との間の値を持つ場合に、その行の特定色が検出される。なお、輝度成分に関する上限値及び下限値の設定によっては、例えば同じ緑色であっても、明るい緑色と暗い緑色とが異なる特定色として判定される場合もある。

パラメータ調整部１０４は、図５に示すように、パラメータ選択部１０９、通常制御パラメータ１１０、特定色制御パラメータ１１１、及びエッジ制御パラメータ１１２を含む。パラメータ選択部１０９は、ｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号とｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号との値に従い、通常制御パラメータ１１０、特定色制御パラメータ１１１、エッジ制御パラメータ１１２から対応する補正パラメータを取得する。パラメータ選択部１０９は、取得した補正パラメータを輪郭強調信号生成部１０１に設定する。

図６に、ｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号及びｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号と、設定する補正パラメータとの対応表を示す。補正パラメータの種類としては、フィルタ係数を示すｐａｒａ＿ｆ、コアリングの範囲を示すｐａｒａ＿ｃ、及び輪郭強調の強さ（倍率）を示すｐａｒａ＿ｇがある。これらのパラメータが、通常制御パラメータ１１０、特定色制御パラメータ１１１、及びエッジ制御パラメータ１１２に格納されている。通常制御パラメータ１１０及びエッジ制御パラメータ１１２には、１セットのｐａｒａ＿ｆ、ｐａｒａ＿ｃ、ｐａｒａ＿ｇが格納されているが、特定色制御パラメータ１１１には、各特定色に対応するセット数分、パラメータが格納されている。即ち、非エッジ部のための補正パラメータ（第２補正パラメータ）は、補正対象の画素データが表す色に基づいて決定される。

輪郭強調信号生成部１０１は、図７に示すように、フィルタ１０６、コアリング１０７、ゲイン１０８を含む。フィルタ１０６は、図８に示すような５×５のラプラシアンフィルタであり、フィルタ係数ｆ１１〜ｆ５５として、パラメータ調整部１０４によって設定されるｐａｒａ＿ｆが使用される。輪郭強調信号生成部１０１は、補正対象の画素データを中心とする複数の画素データ（本実施例では、５×５の画素データ）を取得し、フィルタ１０６に入力される。フィルタ１０６は、入力される複数の画素データのＹｉｎ信号にこのラプラシアンフィルタを適用し、補正値としてＥｆ信号を出力する。コアリング１０７は、図９に示すような入出力変換を行う。コアリングの幅ｃ＿ｄｅｐｔｈは、パラメータ調整部１０４によってｐａｒａ＿ｃに設定される。入力されるＥｆ信号に対し、コアリング１０７は図７に示す入出力変換を行い、Ｅｃ信号として出力する。ゲイン１０８は、入力されるＥｃ信号とｐａｒａ＿ｇを乗算し、Ｅｇ信号として出力する。

加算器１０５は、Ｙｉｎ信号にＥｇ信号を加え、Ｙｏｕｔ信号を出力する。これにより、画素データの補正が行われる。

なお、補正値であるＥｆ信号の絶対値がｃ＿ｄｅｐｔｈ未満の場合、Ｅｃ信号は０になるため、実質的には補正は行われない。即ち、実質的には、Ｅｆ信号が閾値以上の場合にのみ、ゲイン１０８における乗算、及び加算器１０５における加算が行われる。

以上説明した通り、本実施例によれば、画像処理装置１００は、補正対象の画素データについてエッジ部であるか否かの判定を行う。そして、エッジ部であるか否かに応じて、異なる補正パラメータで補正対象の画素データを補正する。

これにより、画像を鮮鋭化するために補正を行う際に、エッジ部に対する補正とエッジ部以外に対する補正とが相互に与える影響を抑制することが可能となる。従って、エッジ部以外に対しては色ごとに異なる補正パラメータで補正を行う場合であっても、エッジ部における過多補正／過少補正の発生を抑制できる。また、特定色を検出する際に、従来技術のように検出範囲を狭くする必要もない。

実施例１では、補正対象の画素データが非エッジ部且つ非特定色の場合、一律の補正パラメータが使用された（図５の通常制御パラメータ１１０、及び図６参照）。実施例２では、特定色と非特定色とを区別せず、検出された色に基づいて決定される補正パラメータを使用する場合を説明する。これにより、より細やかに鮮鋭化処理を行うことができる。

図１０は、実施例２に係る画像処理装置２００の構成を示すブロック図である。図１０において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。画像処理装置２００は、ＹＣｂＣｒ表色系で表される画像データを鮮鋭化のために補正して出力する。

図１０において、２０１はパラメータ生成部であり、２０２はパラメータ調整部である。

パラメータ生成部２０１は、Ｙｉｎ、Ｃｂｉｎ、Ｃｒｉｎ信号から、その信号が表す色に対応する補正パラメータをｄａｔａ＿ｎｃとして出力する。パラメータ調整部２０２は、ｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号がエッジ部を示す場合、エッジ制御パラメータ１１２から取得したパラメータ（第１補正パラメータ）を輪郭強調信号生成部１０１に設定する。一方、ｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号が非エッジ部を示す場合、パラメータ調整部２０２は、ｄａｔａ＿ｎｃ（第２補正パラメータ）を輪郭強調信号生成部１０１に設定する。

以下、図１１及び図１２を参照して、実施例２を更に詳細に説明する。

パラメータ生成部２０１は、図１１に示すように、座標変換部１１３とパラメータテーブル２０３とを含む。座標変換部１１３については実施例１と同様であるため、説明を省略する（図３参照）。パラメータテーブル２０３は、輝度Ｙ、色相Ｈ、彩度Ｓのすべての組み合わせについて、ｐａｒａ＿ｆ、ｐａｒａ＿ｃ、ｐａｒａ＿ｇを保持する。パラメータテーブル２０３は、入力されたＹＨＳ信号に対応するｐａｒａ＿ｆ、ｐａｒａ＿ｃ、ｐａｒａ＿ｇをｄａｔａ＿ｎｃとして出力する。

パラメータ調整部２０２は、図１２に示すように、パラメータ選択部２０４とエッジ制御パラメータ１１２とを含む。エッジ制御パラメータ１１２については実施例１と同様であるため、説明を省略する（図５参照）。パラメータ選択部２０４は、ｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号がエッジ部を示す場合は、エッジ制御パラメータ１１２から補正パラメータを取得して輪郭強調信号生成部１０１にその補正パラメータを設定する。ｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号が非エッジ部を示す場合は、ｄａｔａ＿ｎｃを輪郭強調信号生成部１０１に設定する。

以上説明したように、実施例２によれば、画像処理装置２００は、補正対象の画素データが非エッジ部の画素データである場合、特定色と非特定色とを区別せず、検出された色に基づいて決定される補正パラメータを使用して補正を行う。

これにより、より細やかに鮮鋭化処理を行うことができる。

実施例１及び実施例２では、補正対象の画素データがエッジ部の画素データであるか否かに応じて補正パラメータを調整した。実施例３では、エッジ部の検出は行わず、補正対象の画素データに、エッジ部用の補正（第１補正）と非エッジ部用の補正（第２補正）の両方を適用する。非エッジ部用の補正については、補正前に、補正値を算出する基となる複数の画素データから、過多補正／過少補正の原因となるエッジ部を消去することで、過多／過少補正の発生を抑制する。

実施例３によれば、補正パラメータを切り替える処理が不要であるため、切り替えを上手に行うための労力が軽減される。

図１３は、実施例３に係る画像処理装置３００の構成を示すブロック図である。図１３において、図１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。画像処理装置３００は、ＹＣｂＣｒ表色系で表される画像データを鮮鋭化のために補正して出力する。

図１３において、３０１は画素置換部３０１、３０２はエッジ部用輪郭強調信号生成部、３０３及び３０４は加算器である。

画素置換部３０１は、注目画素（補正対象の画素）と異なる特定色に属する周辺画素を注目画素の値に置換し、置換後の輝度信号をＳＹ信号として出力する。

実施例２では、パラメータ生成部２０１から出力された補正パラメータがパラメータ調整部２０２で調整されたが、本実施例ではそのまま輪郭強調信号生成部１０１に設定される。

輪郭強調信号生成部１０１は、設定されたパラメータに従い、置換された輝度信号ＳＹから輪郭強調信号ＳＥｇを生成する。画像処理装置３００は、輪郭強調信号ＳＥｇを加算器３０３でＹｉｎ信号に加算する。

エッジ部用輪郭強調信号生成部３０２は、Ｙｉｎ信号からエッジ部用輪郭強調信号Ｅｇを生成する。画像処理装置３００は、エッジ部用輪郭強調信号Ｅｇを加算器３０４でＹｉｎ信号に加算する。

従って、画像処理装置３００は、加算器３０３で非エッジ部用（ディテール用）の輪郭強調を行い、加算器３０４でエッジ部用の輪郭強調を行うことになる。

以下、図１４及び図１５を参照して、実施例３を更に詳細に説明する。

画素置換部３０１は、図１４に示すように、座標変換部３０５、特定色判定部３０６、及び置換処理部３０７を含む。

座標変換部３０５は、輪郭強調信号生成部１０１のフィルタ処理に必要になる５×５の画素データ（補正対象の画素データを中心とする複数の画素データ）を、入力されたＹｉｎ、Ｃｂｉｎ、Ｃｒｉｎ信号から取得する。そして、これらを輝度Ｙ、色相Ｈ、彩度Ｓに変換して出力する。変換式は座標変換部１１３と同じものを使用する（図３参照）。

特定色判定部３０６は、図４に示すような対応表を持ち、５×５それぞれの画素が表す特定色を求め、その結果をｄａｔａ＿ｒｅｐ信号として出力する。

置換処理部３０７は、ｄａｔａ＿ｒｅｐ信号に従い、５×５画素の中央に位置する注目画素と異なる色の画素を、注目画素の値で置換する。例えば、図１５に示すように、緑と白の特定色が入力され、注目画素が緑の場合、白の画素をすべて注目画素の緑の値で置換する。そして、置換した結果の５×５画素の輝度データをＳＹ信号として出力する。

輪郭強調信号生成部１０１は、ＳＹ信号に対し、第２フィルタ係数を持つラプラシアンフィルタを適用することにより第２補正値を取得する。そして、コアリング１０７の効果により、第２補正値が第２閾値以上の場合に、第２補正値に第２倍率を乗じて加算器３０３で補正対象の画素データのＹｉｎ信号に加える。

エッジ部用輪郭強調信号生成部３０２の基本的な構成は、図７の輪郭強調信号生成部１０１と同じである。但し、ｐａｒａ＿ｆ、ｐａｒａ＿ｃ、ｐａｒａ＿ｇは定数を使用する。またｐａｒａ＿ｃ（第１閾値）は輪郭強調信号生成部１０１に設定する値（第２閾値）よりも大きな値を設定する。即ち、エッジ部用輪郭強調信号生成部３０２は、５×５画素の輝度データに対して第１フィルタ係数を持つラプラシアンフィルタを適用することにより第１補正値を取得する。そして、コアリング１０７の効果により、第１補正値が第１閾値以上の場合に、第１補正値に第１倍率を乗じて加算器３０３で補正対象の画素データのＹｉｎ信号に加える。こうすることで、ディテールのような小さな信号は輪郭強調せず、エッジ部のみ輪郭強調する。

以上説明した通り、本実施例によれば、画像処理装置３００は、過多補正／過少補正の原因となるエッジ部を予め消去する画素置換部３０１を備える。また、非エッジ部を強調する系とエッジ部を強調する系とを独立して備え、両方の系による補正を行う。

これにより、補正パラメータを切り替える処理が不要であるため、切り替えを上手に行うための労力が軽減される。

実施例３では、非エッジ部用の補正値を生成するために、輪郭強調信号生成部１０１（図１３）においてラプラシアンフィルタを使用した。実施例４では、アンシャープネスマスキング（ＵＳＭ）を使用する場合について説明する。

図１６は、実施例４に係る画像処理装置４００の構成を示すブロック図である。図１６において、図１３と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。画像処理装置４００は、ＹＣｂＣｒ表色系で表される画像データを鮮鋭化のために補正して出力する。

図１６において、４０１は画素除外部であり、４０２は輪郭強調信号生成部である。

画素除外部４０１は、５×５の画素データの中で注目画素と異なる色を表す周辺画素を除外し（画素の値を０にする）、除外後の輝度信号をＳＹ信号として出力する。また除外されなかった画素数をＫとして出力する。

輪郭強調信号生成部４０２は、パラメータ生成部２０１によって設定された補正パラメータと画素数Ｋとに従い、除外処理された輝度信号ＳＹから輪郭強調信号ＳＥｇを生成する。画像処理装置４００は、輪郭強調信号ＳＥｇを加算器３０３でＹｉｎ信号に加算する。

以下、図１７及び図１８を参照して、実施例３を更に詳細に説明する。

図１７は、画素除外部４０１の構成を示すブロック図である。図１７において、図１４と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。画素除外部４０１の基本的な構成は、図１４に示した実施例３の画素置換部３０１と同じである。実施例３と異なる除外処理部４０３の動作を以下で説明する。

除外処理部４０３は、ｄａｔａ＿ｒｅｐ信号に従い、５×５の画素データの中央に位置する注目画素と異なる色の画素を除外する。ここで「除外」とは、画素値を０に置換することを意味する。例えば、図１８に示すように緑と白の特定色が入力され、注目画素が緑の場合、白の画素をすべて０で置換する。除外処理部４０３は、除外処理した結果の５×５画素の輝度データをＳＹ信号として出力し、除外処理されなかった画素数をＫ信号として出力する。

輪郭強調信号生成部４０２の基本的な構成は図７の輪郭強調信号生成部１０１と同じである。但し、フィルタ１０６の代わりに、ＵＳＭが使用される。以下でＵＳＭの処理について説明する。

ＵＳＭは一度原信号をぼかした信号を生成し、原信号とぼかした信号を減算することで、原信号に含まれる高周波成分を抽出する。ぼかした信号は５×５画素の平均値を使用する。ＵＳＭの処理の手順は以下のようになる。
１．５×５画素の輝度の合計値ＳｕｍＹを算出する。
２．ＳｕｍＹをＫで除算し平均輝度ＡｖｅＹを算出する。
３．注目画素の輝度値ＳＹｎから平均輝度ＡｖｅＹを減算し、算出結果をＥｆ信号として出力する。

即ち、輪郭強調信号生成部４０２は、補正対象の画素データを中心とする複数の画素データのうち、補正対象の画素データと同じ色を表す画素データの平均値を算出する。そして、補正対象の画素データから平均値を引くことにより第２補正値を取得し、第２補正値の絶対値が第２閾値以上の場合に、第２補正値に第２倍率を乗じて加算器３０３で補正対象の画素データのＹｉｎ信号に加える。

以上説明した通り、実施例４によれば、画像処理装置４００は、過多補正／過少補正の原因となるエッジ部を予め消去する画素除外部４０１を備える。

これにより、ＵＳＭを使用する場合にも、実施例３と同様の処理を行うことが可能になる。

実施例１乃至４では、画像データの輝度成分を補正することにより画像の鮮鋭化を行ったが、色差成分を補正することによっても画像の鮮鋭化を行うことができる。色差成分を補正する場合を、実施例５として説明する。

図１９は、実施例５に係る画像処理装置５００の構成を示すブロック図である。図１９において、図１３と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。画像処理装置５００は、ＹＣｂＣｒ表色系で表される画像データを鮮鋭化のために補正して出力する。図１９において、５０１は彩度強調部である。

画素置換部３０１は、注目画素と異なる色を表す周辺画素を注目画素の画素値で置換し、置換後の色差信号をＳＣｂ信号、ＳＣｒ信号として出力する。

彩度強調部５０１は、画素置換部３０１から入力されたＳＣｂ信号、ＳＣｒ信号から彩度信号Ｓを求め、彩度信号Ｓに対して輪郭強調処理を行う。輪郭強調処理を行った後に彩度信号Ｓを色差信号ＣｂＣｒに戻し、Ｃｂｏｕｔ、Ｃｒｏｕｔとして出力する。

画像処理装置４００は、輝度信号ＹｉｎはそのままＹｏｕｔとして出力する。

以下、図２０を参照して、実施例５を更に詳細に説明する。

彩度強調部５０１は、図２０に示すように、彩度算出部５０２、彩度強調信号生成部５０３、及び色差信号変換部５０４を含む。

彩度算出部５０２は、画素置換部３０１から入力されたＳＣｂ信号及びＳＣｒ信号から、各画素の彩度Ｓを算出する。彩度Ｓの算出は以下の式で行う。

Ｓ＝（Ｃｂｉｎ^２＋Ｃｒｉｎ^２）^０．５
彩度強調信号生成部５０３の基本的な構成は図７の輪郭強調信号生成部１０１と同じである。彩度強調信号生成部５０３は、彩度信号の補正値としてｄＳ信号を出力する。

色差信号変換部５０４は、Ｃｂｉｎ信号、Ｃｒｉｎ信号、Ｓ信号、及びｄＳ信号から彩度強調された色差信号Ｃｂｏｕｔ、Ｃｒｏｕｔを算出する。算出は以下の式に従う。

Ｃｂｏｕｔ＝Ｃｂｉｎ×（Ｓ＋ｄＳ）／Ｓ
Ｃｒｏｕｔ＝Ｃｒｉｎ×（Ｓ＋ｄＳ）／Ｓ
以上、実施例３の図１３との対比によって実施例５を説明したが、実施例５の概念は、実施例１、実施例２、及び実施例４に対しても同様に適用可能である。

［その他の実施例］
上述した各実施例の機能を実現するためには、各機能を具現化したソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステム或は装置に提供してもよい。そして、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによって、上述した各実施例の機能が実現される。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどを用いることができる。或いは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることもできる。

また、上述した各実施例の機能を実現するための構成は、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することだけには限られない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施例の機能が実現される場合も含まれている。

更に、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれてもよい。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施例の機能が実現される場合も含むものである。

本発明の実施例１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 プレウィットフィルタ(Prewitt filter)を示す図である。 実施例１に係る画像処理装置の特定色検出部の構成を示すブロック図である。 特定色検出部の特定色判定部において特定色を判定するために使用される対応表を示す図である。 実施例１に係る画像処理装置のパラメータ調整部の構成を示すブロック図である。 ｄｅｔｅｃｔ＿ｃ信号及びｄｅｔｅｃｔ＿ｅ信号と、設定する補正パラメータとの対応表を示す図である。 実施例１に係る画像処理装置の輪郭強調信号生成部の構成を示すブロック図である。 輪郭強調信号生成部のフィルタの構成を示す図である。 コアリングの概念図である。 本発明の実施例２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 実施例２に係る画像処理装置のパラメータ生成部の構成を示すブロック図である。 実施例２に係る画像処理装置のパラメータ調整部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 実施例３に係る画像処理装置の画素置換部の構成を示すブロック図である。 画素置換部による置換処理の概念図である。 本発明の実施例４に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 実施例４に係る画像処理装置の画素除外部の構成を示すブロック図である。 画素除外部による除外処理の概念図である。 本発明の実施例５に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 実施例４に係る画像処理装置の彩度強調部の構成を示すブロック図である。 色の境界部分で輪郭強調が過多、又は過少になる場合を説明するための図である。 図２１の破線ｘに沿った画像の輝度レベルを表す図である。 同一色の領域内のエッジ部における過少補正の発生を示す図である。 同一色の領域内のエッジ部における過多補正の発生を示す図である。

Claims (12)

1. 画像を構成する画素データが表す色を検出する検出手段と、
   近接する画素間で画素データが予め定められた程度以上差があるエッジ部の画素データであるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて処理パラメータを決定し、前記処理パラメータを用いて前記画素データを鮮鋭化処理する処理手段と、を有し、
   前記処理手段は、
   前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出手段により第１色と検出された画素データについて第１のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出手段により第２色と検出された画素データについて第２のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、
   前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出手段により前記第１色及び前記第２色と検出された画素データについて共に、前記第１及び第２のパラメータから独立した第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、
   前記処理手段は、前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出手段により検出された前記画素データが示す色に関わらず、前記第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定する
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記第１のパラメータ、前記第２のパラメータ、及び第３のパラメータはそれぞれ、ラプラシアンフィルタのフィルタ係数、及び倍率を含み、
   前記処理手段は、前記画素データを中心とする複数の画素データを取得し、当該取得した複数の画素データに前記フィルタ係数を持つラプラシアンフィルタを適用することにより補正値を取得し、当該取得した補正値に前記倍率を乗じて前記画素データに加えることにより鮮鋭化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１のパラメータ、前記第２のパラメータ、及び第３のパラメータはそれぞれ、閾値を更に含み、前記処理手段は、前記取得した補正値の絶対値が前記閾値以上の場合にのみ、当該取得した補正値に前記倍率を乗じて前記画素データに加えることにより鮮鋭化処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記処理手段は、前記画素データの輝度成分を鮮鋭化処理し、
   前記判定手段は、前記近接する画素間で画素データの輝度成分が予め定められた程度以上差がある場合に、前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記処理手段は、前記画素データの色差成分を鮮鋭化処理し、
   前記判定手段は、前記近接する画素間で画素データの色差成分が予め定められた程度以上差がある場合に、前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記処理手段は、前記判定手段により前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出手段により所定の特定色と検出された画素データについて、特定色の画素データ用のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出手段により前記所定の特定色以外の色と検出された画素データについて、特定色以外の画素データ用のパラメータを前記処理パラメータとして決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 画像処理装置における画像処理方法であって、
   前記画像処理装置の検出手段が、画像を構成する画素データが表す色を検出する検出工程と、
   前記画像処理装置の判定手段が、近接する画素間で画素データが予め定められた程度以上差があるエッジ部の画素データであるか否かを判定する判定工程と、
   前記画像処理装置の処理手段が、前記判定工程での判定結果に基づいて処理パラメータを決定し、前記処理パラメータを用いて前記画素データを鮮鋭化処理する処理工程と、を有し、
   前記処理工程では、
   前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出工程で第１色と検出された画素データについて第１のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出工程で第２色と検出された画素データについて第２のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、
   前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出工程で前記第１色及び前記第２色と検出された画素データについて共に、前記第１及び第２のパラメータから独立した第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、
   前記処理工程では、前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定された場合、前記検出工程で検出された前記画素データが示す色に関わらず、前記第３のパラメータを前記処理パラメータとして決定する
   ことを特徴とする画像処理方法。
8. 前記第１のパラメータ、前記第２のパラメータ、及び第３のパラメータはそれぞれ、ラプラシアンフィルタのフィルタ係数、及び倍率を含み、
   前記処理工程では、前記画素データを中心とする複数の画素データを取得し、当該取得した複数の画素データに前記フィルタ係数を持つラプラシアンフィルタを適用することにより補正値を取得し、当該取得した補正値に前記倍率を乗じて前記画素データに加えることにより鮮鋭化処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
9. 前記第１のパラメータ、前記第２のパラメータ、及び第３のパラメータはそれぞれ、閾値を更に含み、前記処理工程では、前記取得した補正値の絶対値が前記閾値以上の場合にのみ、当該取得した補正値に前記倍率を乗じて前記画素データに加えることにより鮮鋭化処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
10. 前記処理工程では、前記画素データの輝度成分を鮮鋭化処理し、
    前記判定工程では、前記近接する画素間で画素データの輝度成分が予め定められた程度以上差がある場合に、前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
11. 前記処理工程では、前記画素データの色差成分を鮮鋭化処理し、
    前記判定工程では、前記近接する画素間で画素データの色差成分が予め定められた程度以上差がある場合に、前記画素データが前記エッジ部の画素データであると判定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
12. 前記処理工程では、前記判定工程で前記画素データが前記エッジ部の画素データでないと判定された場合、前記検出工程で所定の特定色と検出された画素データについて、特定色の画素データ用のパラメータを前記処理パラメータとして決定し、前記検出工程で前記所定の特定色以外の色と検出された画素データについて、特定色以外の画素データ用のパラメータを前記処理パラメータとして決定することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理方法。

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